光谱测高温气体泄漏的原理

光谱测高温气体泄漏的原理

光谱检测技术利用气体分子对特定波长光的吸收特性进行识别和定量分析。高温气体泄漏时，气体分子因高温激发会释放或吸收特定波长的电磁辐射，通过光谱分析可确定泄漏气体的成分和浓度。常见方法包括非分散红外（NDIR）、可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）。

红外光谱技术

红外光谱适用于检测CO₂、CH₄等温室气体。高温气体在红外波段有强烈吸收特征，通过非分散红外（NDIR）或傅里叶变换红外（FTIR）技术可实现实时监测。典型系统包括红外光源、滤波器和探测器。

激光吸收光谱技术

可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）通过扫描气体吸收线实现高灵敏度检测。高温环境下需考虑谱线加宽效应，采用波长调制技术可提升信噪比。系统需校准温度对吸收线强的影响。

紫外差分吸收光谱

适用于SO₂、NOx等具有紫外吸收特征的气体。高温气体紫外吸收谱线会出现偏移，需建立温度补偿算法。DOAS技术可分离宽带和窄带吸收特征。

实施步骤

搭建光学检测系统 选用红外光源（如黑体辐射源或激光器）和探测器（如MCT或InSb），配合光路设计（多次反射池或开放光路）增强信号强度。系统需校准波长和强度基准。

# 示例：光谱数据处理（模拟气体吸收峰）
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

wavelength = np.linspace(3, 5, 1000)  # 中红外范围(μm)
absorbance = 0.1 * n